背景與挑戰(zhàn)
伴隨著互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新成果與燃氣行業(yè)的深度融合，城市燃氣公司正面臨著不斷接入新型智能設備和處理不斷擴大的數(shù)據(jù)量的挑戰(zhàn)。城市燃氣公司深知只有發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)服務要素配置中的優(yōu)化與集成作用，才能提升燃氣公司的創(chuàng)新力和生產(chǎn)力，構建出企業(yè)發(fā)展的新形態(tài)。要引入物聯(lián)網(wǎng)智能終端，城市燃氣公司必須首先解決如下幾個方面的問題：
● 低成本、高速度的接入不同廠家、不同發(fā)送渠道、不同通訊協(xié)議、不同采集頻率的各類智能設備；
● 高效率處理日益增長的不同規(guī)格的大數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)質量、實現(xiàn)數(shù)據(jù)聚合以應對大數(shù)據(jù)量的沖擊壓力；
● 實現(xiàn)經(jīng)由智能設備捕獲數(shù)據(jù)與城市燃氣公司現(xiàn)行業(yè)務服務系統(tǒng)的整合，實現(xiàn)信息同步和業(yè)務協(xié)同；
● 采用新途徑、新設備，調整業(yè)務流程和管理方式。借助數(shù)據(jù)實時性提高，制定與之配合的業(yè)務規(guī)則，提升管理水平。
● 通過物聯(lián)網(wǎng)平臺獲取了較之以往更多的數(shù)據(jù)，如何對數(shù)據(jù)進行管理和挖掘，讓數(shù)據(jù)變得更有價值，是燃氣公司進行數(shù)字化轉型的成敗關鍵。
金卡智能IOT采集平臺研發(fā)歷程
IoT物聯(lián)網(wǎng)采集平臺位于解決方案中心，下與終端相連，上與云端互通，基于公用事業(yè)行業(yè)經(jīng)驗，可與燃氣公司管理應用“無縫銜接”，來保證各項業(yè)務順暢有序進行，起到了物聯(lián)應用的關鍵作用。
面對上述挑戰(zhàn)，作為燃氣行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用的舵手，金卡智能集團公司義不容辭的挑起擔當。早在2010年，金卡智能在行業(yè)首推的物聯(lián)網(wǎng)表具終端的同期，就開啟了IOT物聯(lián)網(wǎng)采集平臺的不斷探索。目前金卡智能IOT采集平臺歷經(jīng)6年五個版本的迭代演進，具備了云計算和大數(shù)據(jù)時代的強大動能，穩(wěn)定支持了國內(nèi)外500多家燃氣企業(yè)累計600多萬臺智能表計的高頻采集、數(shù)據(jù)監(jiān)控，并配合計費系統(tǒng)完成復雜的計費、遠程閥控、設備遠程運維等應用，大大推動了燃氣物聯(lián)網(wǎng)應用的發(fā)展。
● 2010年首版定位于工商戶（非居民）表具高頻采集，以插件方式，實現(xiàn)多表具類型的數(shù)據(jù)采集，完成了數(shù)據(jù)校驗、數(shù)據(jù)聚合，并成功應用于新疆燃氣、哈納斯燃氣等客戶；
● 2012 年延展了IT&OT一體化產(chǎn)品。實現(xiàn)了與第三方 SCADA 系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)、視頻采集系統(tǒng)的整合。進一步加強工商戶計量大數(shù)據(jù)應用，使采集的大量數(shù)據(jù)與工商戶的能耗設備信息實現(xiàn)了關聯(lián)；
● 2013年針對金卡第一代GPRS物聯(lián)網(wǎng)家用燃氣表的問世，同期推出首款民用物聯(lián)網(wǎng)自動抄表后臺計費結算，互聯(lián)網(wǎng)遠程和充值閥控的一體化平臺，并嘗試云端部署SaaS服務，成功接入眾多中小燃氣客戶。
● 2014年針對居民戶數(shù)據(jù)采集，擴展了經(jīng)由集中器、采集器的采集；基于 RF 移動設備的采集；實現(xiàn)了采集系統(tǒng)與第三方表具數(shù)據(jù)監(jiān)控、與抄收業(yè)務的整合，成功應用重慶燃氣等客戶；
● 2016年NB-IOT技術的不斷成熟商用，伴隨全球首個NB-IOT燃氣抄表項目深圳燃氣的試點和商業(yè)，金卡智能IOT采集平臺也再次升級，全面支持云管端的新一代窄帶物聯(lián)網(wǎng)架構；
● 2018年不斷擴展物聯(lián)網(wǎng)接入方式和協(xié)議，提升云計算性能和安全能力，同時完成民用、工業(yè)二客戶合一、普表、IC卡表和智能表的三表合一的復雜云服務集成應用；金卡公有云接入客戶超過500家，公有云在線表計超過130萬臺。
金卡智能打造 “1+2+3+N ”IoT數(shù)據(jù)采集平臺應用架構
經(jīng)過多年潛心打磨，金卡智能最新的IOT平臺，打造了“1+2+3+N” 的面向燃氣公用事業(yè)的專業(yè)采集平臺，讓燃氣智能設備連接無處不在、業(yè)務無處不暢行、應用無處不安全。
●1核心
核心的金卡IOT采集平臺，支持南向快速接入各類燃氣智能設備，實現(xiàn)連接管理、設備管理、并結合燃氣應用場景，通過設備規(guī)則定義、業(yè)務編排中心等強大工具，內(nèi)嵌標準業(yè)務，可以直接滿足智能設備的燃氣業(yè)務聯(lián)動。
● 2 側翼
面對NB-IOT 等復雜的云管端接入架構，系統(tǒng)向運營商等第三方IOT平臺和設備廠商的AMI系統(tǒng)提供了輔助的金卡IOT對接中間件，以接口和分發(fā)服務向第三方系統(tǒng)開放，適應靈活的商業(yè)生態(tài)環(huán)境。
同時提供了金卡數(shù)據(jù)中臺，無論是設備數(shù)據(jù)還是業(yè)務數(shù)據(jù)，均可通過大數(shù)據(jù)引擎，實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)轉換，通過流計算和聚合，完成存儲和處理，既滿足高并發(fā)數(shù)據(jù)的快速響應，又保障了數(shù)據(jù)資產(chǎn)的保護和加工發(fā)布。
● 3 標準
物聯(lián)網(wǎng)與生俱來是一個生態(tài)應用，連接越多，數(shù)據(jù)越多才能發(fā)揮更大價值，引發(fā)更多創(chuàng)新。為推動行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用發(fā)展，先行者必須對紛雜的設備，對變換的業(yè)務進行規(guī)范和抽象。金卡公司憑借多年的行業(yè)經(jīng)驗和總結，推出了燃氣物聯(lián)網(wǎng)應用的3套行業(yè)標準庫，包括表具設備對接標準、系統(tǒng)對接標準、以及燃氣業(yè)務應用對接標準。有了這些標準，不同“語言”的設備可以快速接入，不同“需求”的燃氣客戶也可以輕松滿足。
● N 應用
燃氣企業(yè)采納物聯(lián)網(wǎng)智能設備最終還是為了業(yè)務應用，金卡公司面對燃氣經(jīng)營的痛點難點，順勢提供了各類豐富的應用場景，如燃氣抄表計費、客戶互聯(lián)網(wǎng)+自助繳費服務、表具全生命周期管理和設備在線診斷、以及各類分析報表和數(shù)據(jù)呈現(xiàn)發(fā)布。考慮到中小燃氣客戶的需求，上述應用均支持云端部署，以SaaS形式開放給燃氣用戶。燃氣客戶可以以低成本快速獲得大企業(yè)在擁有的信息化效果，加速數(shù)字化轉型。
金卡智能IoT數(shù)據(jù)采集平臺獨特價值
1、 基于先進的云計算分布式架構，支持公有云私有云靈活部署方案
● 采集平臺采用分布式系統(tǒng)架構，引入最新的云計算平臺技術，系統(tǒng)具有無限水平擴展能力，支持海量設備接入。
● 支持阿里、電信等主流公有云IaaS的公有云部署，也支持客戶本地化部署，并能做到無縫移植。可以在公有云建立雙活數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)異地災備，也可以專線/VPN網(wǎng)絡實現(xiàn)本地機房與云平臺互聯(lián)形成混合云實現(xiàn)異地災備。
● 采用負載均衡和Docker等分布式集群部署技術，消除單點故障，保證服務的高可用，可以根據(jù)業(yè)務變化彈性伸縮，在線不停機增加節(jié)點提升處理能力，滿足業(yè)務快速增長的要求。
2、 強大燃氣設備接入能力
金卡IOT采集平臺有強大燃氣設備接入能力，支持多表具多協(xié)議、多通訊多通信接口、多種運營模式等。
● 多表具多協(xié)議支持：通過協(xié)議模板定義，快速適配廠家自有應用層協(xié)議，并制訂標準應用層協(xié)議方便燃氣公司統(tǒng)一協(xié)議管理。目前已整合集成60+遠傳協(xié)議，整合并兼容幾十家廠商，覆蓋民用與工商業(yè)，通訊采集頻度含日、小時、分鐘抄表方式。
● 多通訊模式網(wǎng)絡支持：支持市場主流和前沿通訊方式，支持無線、Lora、ZigBee、GPRS、NB-Iot等；支持多種通信協(xié)議，HTTP/RESTful、TCP、CoAP、MQTT等；
● 多系統(tǒng)平臺支持：推出標準化的、抽象化的系統(tǒng)間對接規(guī)范，方便集成其他廠家的遠程抄表系統(tǒng)（AMI），支持與華為OC、中興Claa等物聯(lián)網(wǎng)平臺（管道）、第三方IOT第六平臺對接功能。
●支持各類智能表具運營模式：支持預付費/后付費、中心計費/表端計費、集中器無線表/物聯(lián)網(wǎng)表、上主動通訊/下主動通訊等多種運營模式。
3、 海量數(shù)據(jù)處理，有效負載高并發(fā)
隨著物聯(lián)網(wǎng)表具的增加，系統(tǒng)的負載壓力變大，對吞吐量的要求要增加。金卡智能IOT采集平臺基于云計算分布式架構聯(lián)合性能解決方案實現(xiàn)單臺服務器處理能力跨越式提升。
● 采集平臺由負載均衡服務、采集服務、消息隊列服務、映射調度服務、應用服務、緩存服務、關系數(shù)據(jù)庫、NoSql數(shù)據(jù)庫組成。服務模塊完全解耦，各個模塊都可以進行集群化部署，可支持大量設備接入，實現(xiàn)高并發(fā)、高吞吐量，規(guī)避單點故障，支持灰度發(fā)布。
● 數(shù)據(jù)庫拆分，采用讀寫分離、垂直分區(qū)、水平分區(qū)等數(shù)據(jù)生命周期管理技術，按照數(shù)據(jù)的溫度（使用頻度）進行拆分，通過DAL框架來屏蔽底層數(shù)據(jù)存儲對應用邏輯的影響，使得底層數(shù)據(jù)的訪問對應用透明化。
4、 靈活的業(yè)務開放能力，高整合集成能力
● 金卡智能IOT平臺通過豐富的業(yè)務API接口與CIS系統(tǒng)、支付系統(tǒng)、移動外勤系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)、多媒體呼叫系統(tǒng)、短信微信等對接，實現(xiàn)開戶建檔、表具更換、充值繳費、計費核銷、價格管理、氣量信息發(fā)布等信息交互，具有快速實施能力
● IOT采集平臺通過REST風格的API接口提供全部平臺功能，設計架構支持開放的應用整合。業(yè)務系統(tǒng)與采集平臺可以通過程序耦合方式推送push和獲取pull數(shù)據(jù)。也可以通過中間表方式進行數(shù)據(jù)耦合。
● 采集平臺目前與新奧集團、港華集團、華潤集團、天津燃氣、合肥燃氣等多家燃氣后臺業(yè)務系統(tǒng)實現(xiàn)了對接。
5、 配套的表具數(shù)據(jù)管理（MDM）
● 提供表具監(jiān)控、報警監(jiān)控、參數(shù)設置、遠程閥控等基本功能
● 支持預付費/后付費，有卡充值/無卡充值，費控/量控，表端計費/后臺計費等各種業(yè)務形態(tài)
● 支持GPRS、NB、loraWan、DTU透傳、采集器（RTU）、集中器（小無線或lora擴頻）等所有遠傳組網(wǎng)方式
● 提供工商戶高頻表溫度、壓力、瞬時流量的實時監(jiān)控
● 通過VEE數(shù)據(jù)聚合技術，提供分鐘、小時、日、月、年等不同時間粒度的用量分析服務
6、 大數(shù)據(jù)分析應用
● 通過流計算技術實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)聚合，匯總建模，指標計算，構建數(shù)據(jù)倉庫
● 通過精細化管理指標體系，分析工商戶、民用戶用氣和設備情況，提供表具規(guī)格異常、用氣異常、表具通訊異常，通訊網(wǎng)絡異常，電池異常、閥門異常等預警
7、 端到端安全架構體系，全方位的安全防護
2017年6月，國家出臺了《中華人民共和國網(wǎng)絡安全法》，明確強調了公用事業(yè)行業(yè)在互聯(lián)網(wǎng)時代下應保障設備安全、接入安全、運行環(huán)境安全與應用安全。
金卡智能IoT數(shù)據(jù)采集平臺提供了E2E的安全設計，不僅在技術上保證設備、網(wǎng)絡、平臺等給予安全保障，還延伸至企業(yè)的制度、崗位機構及人員等風險管理，嚴格的安全測試、性能檢測，真正達到工業(yè)級的安全防護。金卡智能IOT公有云服務平臺也是行業(yè)內(nèi)首家通過安全等保三級的燃氣物聯(lián)服務平臺。
目前金卡智能IoT采集平臺公有云服務已接入500+燃氣公司，為廣大的燃氣物聯(lián)網(wǎng)用戶提供豐富的燃氣核心抄表、計費、充值、調價、閥控和業(yè)務監(jiān)控管理功能，在線物聯(lián)網(wǎng)表具數(shù)量超過130萬臺，累計月度抄表頻次1.4億次，日增加記錄300萬條，月增加10G數(shù)據(jù)，月平均抄表率均超過98%，月均天然氣消費超過8千萬，月均繳費充值超過1.82億。同時通過金卡易聯(lián)云SaaS的智慧客服開展互聯(lián)網(wǎng)+燃氣創(chuàng)新增值服務的燃氣企業(yè)也超過400家，成功引流C端燃氣用戶超過300萬家庭進入線上營業(yè)廳，實現(xiàn)網(wǎng)絡繳費、在線客服，增值商品銷售等燃氣智慧服務，互聯(lián)網(wǎng)線上日繳費金額接近1000萬元。
燃氣物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)全面到來，并悄然改變著我們的生活。金卡IOT采集平臺，讓燃氣行業(yè)精彩物聯(lián)。金卡讓生活更美好。
